Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все? - Уэбб Стивен - Страница 133

Первое описание геологического термостата диоксида углерода Земли появилось в Walker, Hays and Kasting (1981). Этот механизм не учитывает влияния, которое биологические организмы могли оказать на стабилизацию глобальной температуры поверхности. Несколько видных ученых придерживаются мнения, что сама жизнь сыграла ключевую роль в поддержании температуры на приемлемом уровне.

342

Две группы американских ученых независимо пришли к идее формирования Луны в результате столкновения с объектом размером с Марс. Одну группу возглавляли американские астрономы Уильям Кеннет Хартманн (1939–) и Дональд Рэй Дэвис (1939–), которые работают в Институте планетарных наук в Аризоне. Другую группу возглавлял канадско-американский астроном Аластер Грэм Уолтер Кэмерон (1925–2005) из Гарвардского университета. См. Хартманн и Дэвис (1975) и Кэмерон и Уорд (1976).

343

Подробности об изотопных соотношениях кислорода в образцах лунных пород см. Wiechert et al. (2001). Подробности об изотопных соотношениях титана в образцах лунных пород см. Zhang et al. (2012).

344

Якобсон (2014) относит событие формирования Луны к 95 миллионам лет (плюс-минус 32 миллиона лет) после образования Солнечной системы. Это несколько позже, чем многие предыдущие оценки, но высокоэнергетическое столкновение, произошедшее относительно поздно в развитии Солнечной системы, согласуется с наблюдением, что Луна и Земля имеют идентичный изотопный состав (см. текст).

345

Для занимательного рассмотрения важности Луны, предназначенного для неспециалистов, см. Коминс (1993).

346

Классификация живых организмов на домены архей, бактерий и эукариот относительно недавняя. Предложение возникло в конце 1980-х и начале 1990-х годов у американского биофизика Карла Ричарда Вёзе (1928–2012), который обнаружил микроорганизмы, живущие в экстремальных условиях (экстремальная жара, соленость, кислотность — места, ранее считавшиеся враждебными для жизни). Сначала считалось, что эти организмы — бактерии, которым удалось адаптироваться к экстремальным условиям; конечно, клеточное ядро этих организмов не было заключено в ядерную мембрану, что делало их похожими на бактерии. Однако Вёзе и его сотрудники приступили к изучению рибосомной РНК этих экстремофилов. (В клетках рибосомная РНК является местом синтеза белка — местом, где аминокислоты собираются в белки. Таким образом, она встречается во всех живых клетках, и изучение нуклеотидной последовательности рРНК предоставляет идеальный «эволюционный хронометр».) Они обнаружили, что рРНК экстремофилов довольно радикально отличается от рРНК бактерий. Эти и другие фундаментальные различия прояснили Вёзе, что жизнь состоит из трех доменов. Знаковой работой является Woese, Kandler and Wheelis (1990).

347

История нуклеиновых кислот уходит корнями далеко в прошлое. Первым, кто исследовал химическую структуру молекулы нуклеиновой кислоты, был Альбрехт Коссель (1853–1927), немецкий биохимик. Коссель выделил азотистые основания и назвал их аденин, гуанин, цитозин и тимин. Ему была присуждена Нобелевская премия 1910 года за его работу. Сорок лет спустя роль, которую ДНК могла играть в наследственности, была одним из животрепещущих вопросов биологии. В 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон совершили один из ключевых прорывов во всей науке, предложив модель двойной спирали молекулы ДНК. Подробности истории и вовлеченных личностей см. Уотсон (2010) и Ридли (2011).

348

Работа по расширению генетического «алфавита» описана в Malyshev et al. (2014).

349

Если у вас есть доступ к хорошей библиотеке, Брукер (2011) — популярный вводный учебник по генетике.

350

Элиза, Главин и Дворкин (2009), например, сообщают о существовании аминокислоты глицина в материале, доставленном на Землю с кометы Wild 2 космическим аппаратом Stardust. Ряд полициклических ароматических углеводородов — молекул, которые могут быть важны как исходный материал для жизни, — были обнаружены в межзвездной среде. Основные строительные блоки, образующие сложные органические вещества, распространены в космосе.

351

История научных исследований вопроса происхождения жизни длинна и увлекательна. Она началась в 1924 году с русского биолога Александра Ивановича Опарина (1894–1980), который предположил, что небольшие комки органического вещества могли образоваться естественным путем и стать предшественниками современных белков. Вместе с британским биологом Джоном Бердоном Сандерсоном Холдейном (1892–1964) он выдвинул яркую идею первичного бульона, из которого возник живой материал. Лишь в 1953 году американский биолог Стэнли Ллойд Миллер (1930–2007), аспирант, работавший в лаборатории лауреата Нобелевской премии по химии Гарольда Клейтона Юри (1893–1981), подверг эти идеи экспериментальной проверке. Результаты экспериментов Миллера показали, что по крайней мере основные строительные блоки жизни могли образоваться естественным путем на первичной Земле. Тем не менее, существует много шагов, ведущих от этих строительных блоков к самой жизни, и путь остается окутанным туманом. Это увлекательная и активная область исследований. См. Димер (2012) для рассказа человека, работающего в этой области.

352

Аргумент в пользу того, почему возникновение жизни может быть редким явлением, см. Харт (1980). Я считаю, что аргументы в статье неверны, но, как обычно, Харт излагает свою точку зрения ясно и убедительно.

353

Первые рибозимы — ферменты, состоящие из РНК, — были независимо открыты в 1983 году американским биохимиком Томасом Робертом Чеком (1947–) и канадским биохимиком Сидни Альтманом (1939–), которые разделили Нобелевскую премию по химии 1989 года за эту работу. Хороший обзор мира РНК дан Бернхардтом (2012).

354

Существует множество предложений относительно генезиса жизни. Следующие ссылки, которые дают лишь представление о широком спектре предлагаемых идей, появились в течение времени написания этой книги. Шаров и Гордон (2013) придерживаются, как я считаю, крайне спекулятивного подхода и утверждают, что происхождение жизни лежит 9,7 миллиарда лет назад; сравните это с возрастом Земли в 4,5 миллиарда лет. Довольно смелое заявление! Ингланд (2013) придерживается гораздо более традиционного подхода, но тем не менее приходит к столь же ошеломляющему утверждению: он считает, что выявил фундаментальные физические принципы, которые движут происхождением жизни. Если Ингланд прав, жизнь возникает совершенно естественно. Дикон (2013) говорит об «автогенезе» — физическом процессе взаимного катализа и самосборки, который может не только создавать порядок, но и сохранять порядок и воспроизводить его; это те свойства, которые мы ищем, когда говорим о жизни. Мартинс и др. (2013) обсуждают возможность того, что химические вещества, необходимые для жизни, были созданы при ударах ледяных комет о скалистые тела или при ударах скал о ледяные поверхности. Как вы могли бы заключить из этого краткого обзора статей, увлекательный вопрос происхождения жизни является предметом продолжающихся дебатов. Действительно, Голлихар, Леви и Эллингтон (2014) указывают, что происхождение жизни остается загадочным отчасти, парадоксальным образом, потому что ученые знают о множестве возможных механизмов, которые могли бы привести к самовоспроизведению нуклеиновых кислот и созданию клеток!

355

См. Понс и др. (2011) для предположения, что жизнь началась в грязевых вулканах в Исуа, Гренландия, около 3,85 миллиарда лет назад.